Математическое моделирование электроэрозионной обработки материалов с учетом износа электрода
Автор: Анна Александровна Каменских
Соавторы: А.Ю. Горохов, Ю.С. Кузнецова, Т.Р. Абляз, К.Р. Муратов
Организация: Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Международное научное сообщество отмечает актуальность исследований, направленных на рационализацию и оптимизацию технологии электроэрозионной обработки материалов [1, 2]. Большой процент работ связан с анализом влияния обрабатываемых материалов, электродов и диэлектрической среды на готовое изделие или морфологию обрабатываемой поверхности. Отмечается, что современные попытки математического описания технологии в рамках аналитических и численных методов не рассматривают износ инструмента, что вносит в модели значительную погрешность, и не позволяют качественно описать процесс для дальнейшей оптимизации рабочих режимов [1, 2]. При этом согласно Постановления Правительства РФ № 603 от 15 апреля 2023 г. «Об утверждении приоритетных направлений проектов технологического суверенитета и проектов структурной адаптации экономики Российской Федерации» развитие технологий обработки материалов и создание специализированных программных продуктов для описания процессов являются актуальными направлениями развития страны. В представленной работе рассмотрено исследование процесса импульсного электрофизического воздействия высококонцентрируемого источника электрической энергии на обрабатываемую поверхность в рамках прикладной механики и компьютерного инжиниринга с учетом износа электрода (рис.).
На базе центра коллективного пользования «Центр аддитивных технологий» ПНИПУ г. Пермь выполнен большой объем эмпирических исследований по электроэрозионной обработке поверхностей металлических и композиционных материалов [3, 4 и др.]. В рамках работы выполнена математическая оценка влияния учета износа электрода-инструмента с использованием методов многопараметрической оптимизации для рационализации режимов работы оборудования. Выполнена серия натурных экспериментов для фиксации характера изменения (износа) как электрода, так и обрабатываемой поверхности, которая легла в основу математического описания процесса электроэрозионной обработки в рамках первого приближения для канонической формы электрода.
Исследование проведено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
1. Nafi M.A., Jahan M.P. Functional Surface Generation by EDM – A Review // Micromachines. 2023. Vol. 14. Art. 115.
2. Mullya S.A., Karthikeyan G., Ganachari V.S. Electric discharge milling: a state-of-the-art review // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2021. Vol. 43. Art. 424.
3. Ablyaz T.R., Shlykov E.S., Muratov K.R, Zhurin A.V.Study of the EDM process of bimetallic materials using a composite electrode tool // Materials. 2022. Vol. 15. № 3. Art. 750.
4. Singh T., Dvivedi A., Sidhu S.S., Shlykov E.S., Muratov K.R., Ablyaz T.R. Energy Channelization Analysis of Rough Tools Developed by RM-MT-EDM Process during ECSM of Glass Substrates // Materials. 2022. Vol. 15. № 16. Art. 5598.
